串行12位ADC與計算機之間的接口電路設計

近幾年來，IC制造商設計了實現接口的各種方法，并且特別重視減少IC接口I/O引腳的數量。MAX187就是這樣一個器件，它是一個12位模/數轉換器（ADC）。你可以利用串行數據通信技術產生與該ADC的一個接口。MAX187的模/數轉換和數據傳輸僅需三條數字I/O線。你可以利用PC的Centronics打印機端口在MAX187和PC之間產生一個簡易接口(圖1)。只要將引腳分別設置為高電平或低電平，你就能啟用或禁用MAX187（引腳 3）。如果使該引腳開路，則內部參考電壓(4.096V) 就被禁用，你必須將一個外部參考電壓加到引腳REF（引腳4）上。在其他情況下，該引腳 與4.7μF旁路電容C1連接。通過使用SCLK引腳（引腳8）上的外部時鐘脈沖，來自 MAX187的數字數據就以每次1位的速度傳輸給處理單元。
　　一次完整的數據傳輸需要13個外部時鐘脈沖。第一個時鐘脈沖的下降沿鎖存DOUT引腳（引腳6）的第一個數據位(MSB)。輸出數據位在下一個外部時鐘脈沖的下降沿就改變，可以讀取串行數據位，直到下一個時鐘周期的下降沿出現為止。模/數轉換在ADC的引腳（引腳7）變成低電平時開始進行。該引腳必
須保持低電平，直到模/數轉換整個周期結束為止，隨后進行串行數據傳輸。DOUT引腳從低電平至高電平的狀態變化表示EOC（轉換結束）狀態。然后，串行的12位數據就可以進行傳輸了。MAX187的工作情況由軟件控制。該軟件應能產生成功完成轉換所需的所有控制信號，而且應能檢測EOC狀態。它還應能產生13個外部時鐘脈沖，以便讀取串行12位數據并將其轉換成并行數據。
　　控制MAX187工作情況的軟件是Turbo C++ 3.0版本（可從www.edn.com網站的《設計實例》的Web版本下載）。在代碼中，Port定義與MAX187接口的PC的 Centronics端口。Write Port定義用于初始化模/數轉換和產生外部時鐘脈沖的端口。Read Port定義用于從ADC讀取EOC和串行數據的端口。在將CS引腳和SCLK引腳下拉至低電平后，EOC環路檢查EOC狀態。如果未出現有效的EOC，則該環路將繼續工作。有效EOC出現，13個時鐘周期中的第一個周期就出現，并鎖存第一個數據位(MSB)。此后，例行程序調用一個子例程(get_adc())。子例程產生剩下的外部時鐘周期，以便讀取12位串行數據。子例程還將接收到的串行數據轉換成并行數據(adc_val)。這一轉換過程為：使adc_val左移一位，由此將前一個數據乘以2，如果串行數據位的值為1，則將1加到并行數據上。一旦并行數據就緒，子例程將返回這個值并將其顯示在屏幕上。

圖1 實現12位串行ADC與PC之間的接口是很容易的。